全国版2022高考物理一轮复习专题九恒定电流1练习含解析

高考 - 1 - / 35 专题九 恒定电流 考点 1 电路的分析与计算 高考帮·揭秘热点考向 1.[2020 全国Ⅰ,17,6 分]图(a)所示的电路中,K 与 L 间接一智能电源,用以控制电容器 C 两端的 电压 UC.如果 UC 随时间 t 的变化如图(b)所示,则下列描述电阻 R 两端电压 UR 随时间 t 变化的 图像中,正确的是( ) A B C D 2.[2020 某某,6,4 分,多选]某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示.当汽车启 动时,开关 S 闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时() A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 拓展变式 1.[2017 某某 11 月选考,12,3 分]小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示, 则这些电器一天消耗的电能约为() 电器 消耗功率 /W 工作时间/h 高考 - 2 - / 35 电茶壶 2 000 1 空调 1 200 3 电视机 100 2 节能灯 16 4 路由器 9 24 A.6.1×103 W B.6.1×103 J C.2.2×104 W D.2.2×107 J 2.如图所示,已知电源电动势 E=5 V,内阻 r=2 Ω,定值电阻 R1=0.5 Ω,滑动变阻器 R2 的阻值 X 围为 0~10 Ω. (1)当滑动变阻器 R2 的阻值为多大时,电阻 R1 消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大功率是多少? 3.[2018 某某,8,4 分,多选]如图所示,电源 E 对电容器 C 充电,当 C 两端电压达到 80 V 时,闪光灯 瞬间导通并发光,C 放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对 C 充电.这样不断地充电和放电, 闪光灯就周期性地发光.该电路() A.充电时,通过 R 的电流不变 B.若 R 增大,则充电时间变长 C.若 C 增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若 E 减小为 85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 4.2020 年 12 月 19 日,由嫦娥五号采集的重 1 731 克的月球样品正式交接.我国首次 地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕.嫦娥五号使用的太阳能电池帆板在有 光照时,可以将光能转化为电能,太阳能电池帆板作为电源,其路端电压与干路电流的 高考 - 3 - / 35 关系如图所示,则下列说法正确的是() A.该电池帆板的电动势为 2.80 V B.随着外电路电阻增大,其内阻逐渐增大 C.外电路阻值为 1 kΩ时,电源输出功率约为 3.2 W D.外电路阻值为 1 kΩ时,电源效率约为 36% 考点 2 实验:测定金属的电阻率 高考帮·揭秘热点考向 1.[2019 某某,9(3),8 分]现测定长金属丝的电阻率. ①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是 mm. ②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻 Rx 约为 100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号. 电源 E(电动势 10 V,内阻约为 10 Ω) 电流表 A1(量程 0~250 mA,内阻 R1=5 Ω) 电流表 A2(量程 0~300 mA,内阻约为 5 Ω) 滑动变阻器 R(最大阻值 10 Ω,额定电流 2 A) 开关 S 及导线若干 ③某同学设计方案正确,测量得到电流表 A1 的读数为 I1,电流表 A2 的读数为 I2,则这段金属丝电 阻的计算式 Rx=.从设计原理看,其测量值与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”). 2.[2019 某某,11,10 分]某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下: 图甲 高考 - 4 - / 35 (1)螺旋测微器如图甲所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间, 再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微 器的损坏. (2)选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径. (3)如图乙所示,Rx 为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图丙所示实物电路中 的正确位置. 图乙 图丙 图丁 (4)为测量Rx,利用图乙所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1 关系图线如图丁所示.接着,将电压表改接在 a、b 两端,测得 5 组电压 U2 和电流 I2 的值,数据见 下表: U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 高考 - 5 - / 35 请根据表中的数据,在方格纸上作出 U2-I2 图线. (5)由此,可求得电阻丝的 Rx=Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率. 拓展变式 1.[2015 某某,11,6 分]某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度, 测量结果如图(a)和(b)所示.该工件的直径为 cm,高度为 mm. 图(a) 图(b) 2.[2018 某某,9(3),10 分]某同学用伏安法测定待测电阻 Rx 的阻值(约为 10 kΩ),除了 Rx、开关 S、导线外,还有下列器材供选用: A.电压表(量程 0~1 V,内阻约 10 kΩ) B.电压表(量程 0~10 V,内阻约 100 kΩ) C.电流表(量程 0~1 mA,内阻约 30 Ω) D.电流表(量程 0~0.6 A,内阻约 0.05 Ω) E.电源(电动势 1.5 V,额定电流 0.5 A,内阻不计) F.电源(电动势 12 V,额定电流 2 A,内阻不计) G.滑动变阻器 R0(阻值 X 围 0~10 Ω,额定电流 2 A) (1)为使测量尽量准确,电压表选用,电流表选用,电源选用.(均填器材的字母代号) (2)画出测量 Rx 阻值的实验电路图. (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会其真实值(填 “大于”“小于”或“等于”),原因是. 高考 - 6 - / 35 3.[某某高考]实验室购买了一捆标称长度为 100 m 的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长 度.该同学首先测得导线横截面积为 1.0 mm2,查得铜的电阻率为 1.7×10-8Ω·m,再利用图甲所 示电路测出铜导线的电阻 Rx,从而确定导线的实际长度. 可供使用的器材有: 电流表:量程 0.6 A,内阻约 0.2 Ω; 电压表:量程 3 V,内阻约 9 kΩ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 5 Ω; 滑动变阻器 R2:最大阻值 20 Ω; 定值电阻:R0=3 Ω; 电源:电动势 6 V,内阻可不计; 开关、导线若干. 回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”),闭合开关 S 前应将滑片移至端(填“a”或“b”). (2)在图乙所示的实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接. 图甲图乙图丙 (3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为 0.50 A 时,电压表示数如图丙所示,读数为 V. (4)导线实际长度为 m(保留 2 位有效数字). 4.[2018 某某下半年选考,18,5 分]为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻 Rx,小明设计了如 图 1 所示的电路. 高考 - 7 - / 35 (1)实验时,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将 c 点先后与 a、b 点连接, 发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将 c 点接(选填“a 点”或“b 点”), 按此连接测量,测量结果(选填“小于”“等于”或“大于”)Rx 的真实值. (2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线.你认为正确的是(选填“①”或“②”), 并由图线求出电阻 Rx=Ω.(保留 2 位有效数字) 图 1 图 2 5.[2020 某某德阳高三诊断考试]测量电流表 G1 的内阻 r1 的电路如图甲所示.供选择的仪器如 下: A.待测电流表 G1(0~1 mA,内阻约为 200 Ω); B.电流表 G2(0~6 mA,内阻约为 50 Ω); C.定值电阻 R1(300 Ω); 高考 - 8 - / 35 D.定值电阻 R2(50 Ω); E.滑动变阻器 R3(0~500 Ω); F.滑动变阻器 R4(0~10 Ω); G.干电池(1.5 V); H.开关 S 及导线若干. (1)定值电阻应选,滑动变阻器应选.(均填器材前对应的字母序号) (2)补全实验步骤: ①按电路图连接电路,; ②闭合开关 S,移动滑动触头至某一位置,记录 G1、G2 的读数 I1、I2; ③多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2 的读数 I1、I2; ④以 I2 为纵坐标,I1 为横坐标,在图乙中作出相应图线. (3)根据 I2-I1 图线的斜率 k 及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式:(用题中所给字母表示). 6.[2016 某某,12,9 分]某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的 改装电路. (1)已知表头 G 满偏电流为 100 μA,表头上标记的内阻值为 900 Ω.R1、R2 和 R3 是定值电阻. 利用 R1 和表头构成 1 mA 的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用 a、b 两个接 线柱,电压表的量程为 1 V;若使用 a、c 两个接线柱,电压表的量程为 3 V,则根据题给条件,定值 电阻的阻值应选 R1=Ω,R2=Ω,R3=Ω. 高考 - 9 - / 35 (2)用量程为 3 V,内阻为 2 500 Ω的标准电压表 对改装表 3 V 挡的不同刻度进行校准.所用电 池的电动势 E 为 5 V;滑动变阻器 R 有两种规格,最大阻值分别为 50 Ω和 5 kΩ.为方便实验中调 节电压,图中 R 应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器. (3)校准时,在闭合开关 S 前,滑动变阻器的滑动端 P 应靠近(填“M”或“N”)端. (4)若由于表头 G 上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则 表头 G 内阻的真实值(填“大于”或“小于”)900 Ω. 7.[2016 全国Ⅱ,23,9 分]某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表 的内阻(内阻 为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱 R(最大阻值 99 999.9 Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值 50 Ω),滑动变阻器 R2(最大阻值 5 kΩ),直流电源 E(电动势 3 V),开关 1 个,导线若干. 实验步骤如下: ①按电路原理图(a)连接线路; ②将电阻箱阻值调节为 0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关 S; ③调节滑动变阻器,使电压表满偏; ④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为 2.00 V,记下电阻箱的 阻值. 回答下列问题: (1)实验中选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”). (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线. 高考 - 10 - / 35 图(b) (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不 变.计算可得电压表的内阻为Ω(结果保留到个位). (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案 标号). A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA 考点 3 实验:描绘小电珠的伏安特性曲线 高考帮·揭秘热点考向 [2020 某某,10,8 分]某同学描绘一种电子元件的 I-U 关系图像,采用的实验电路图如图甲所 示, 为电压表, 为电流表,E 为电源(电动势约 6 V),R 为滑动变阻器(最大阻值 20 Ω),R0 为定 值电阻,S 为开关. (1)请用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路连接完整. 图甲图乙 (2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表: 电压 U/V 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 I/mA 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 高考 - 11 - / 35 图丙 请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的 I-U 图线. (3)根据作出的 I-U 图线可知,该元件是(选填“线性”或“非线性”)元件. (4)在上述测量中,如果用导线代替电路中的定值电阻 R0,会导致的两个后果是. A.电压和电流的测量误差增大 B.可能因电流过大烧坏待测元件 C.滑动变阻器允许的调节 X 围变小 D.待测元件两端电压的可调节 X 围变小 拓展变式 1.[2020 全国Ⅱ,23,10 分]某同学要研究一小灯泡 L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性.所用器材有:电流 表 A1(量程 200 mA,内阻 Rg1=10.0 Ω)、电流表 A2(量程 500 mA,内阻 Rg2=1.0 Ω)、定值电 阻 R0(阻值 R0=10.0 Ω)、滑动变阻器 R1(最大阻值 10 Ω)、电源 E(电动势 4.5 V,内阻很小)、 开关 S 和若干导线.该同学设计的电路如图(a)所示. (1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线. 高考 - 12 - / 35 (2)若 I1、I2 分别为流过电流表 A1 和 A2 的电流,利用 I1、I2、Rg1 和 R0 写出:小灯泡两端的电压 U=,流过小灯泡的电流 I=.为保证小灯泡的安全,I1 不能超过 mA. (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零.逐次改变滑动变阻器滑片位置 并读取相应的 I1 和 I2.所得实验数据在下表中给出. I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得,当 I1=173 mA 时,灯丝电阻 R=Ω(保留 1 位小数). (4)如果用另一个电阻替代定值电阻 R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻 的阻值不能小于Ω(保留 1 位小数). 2.[2021 某某某某诊断性测试](1)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中: (i)为完成实验,在图甲提供的实验器材中,除了①②⑥⑨以外,还需要(填图中序号),共需要根导 线; 图甲图乙 (ii)小灯泡的规格是“2.5 V,0.75 W”,某次测量时电流表和电压表的示数如图乙所示,则电流 I=A, 电压 U=V. 高考 - 13 - / 35 (2)在学习了伏安法测电阻后,小明用电流表内接法和外接法分别测量了同一个定值电阻的电 流、电压,并将得到的数据描绘到 U-I 图上,如图丙所示. 图丙 (i)其中“×”组数据对应滑动变阻器的(填“分压”或“限流”)接法; (ii)在图中,由电流表外接法得到的数据点是用(填“·”或“×”)表示的. 考点 4 实验:测定电源电动势和内阻 高考帮·揭秘热点考向 1.[2020 某某,9(2),6 分]某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽 量准确. 电压表(量程 0~3 V,内阻约为 3 kΩ) 电流表(量程 0~0.6 A,内阻约为 1 Ω) 滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流 1 A) 待测电池组(电动势约为 3 V,内阻约为 1 Ω) 开关、导线若干 ①该小组连接的实物电路如图甲所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线 对应的编号是. 高考 - 14 - / 35 图甲 图乙 ②改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应置于滑动变阻器的端 (填“a”或者“b”). ③实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显.为了解决这个 问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为 5 Ω的电阻,之后该小组得到了几组电压表读 数 U 和对应的电流表读数 I,并作出 U-I 图像,如图乙所示.根据图像可知,电池组的电动势为 V, 内阻为Ω.(结果均保留两位有效数字) 2.[2020,16,9 分]用图 1 所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为 1 Ω).其中 R 为电阻箱,电流表的内电阻约为 0.1 Ω,电压表的内电阻约为 3 kΩ. (1)利用图 1 中甲图实验电路测电源的电动势 E 和内电阻 r,所测量的实际是图 2 中虚线框所示 “等效电源”的电动势 E'和内电阻 r'.若电流表内电阻用 RA 表示,请你用 E、r 和 RA 表示出 E'、 r',并简要说明理由. (2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中 高考 - 15 - / 35 图 3 由电表内电阻引起的实验误差.在图 3 中,实线是根据实验数据(甲:U=IR,乙:I= )描点作图得到 的 U-I 图像;虚线是该电源的路端电压 U 随电流 I 变化的 U-I 图像(没有电表内电阻影响的理想 情况).在图 3 中,对应甲电路分析的 U-I 图像是:;对应乙电路分析的 U-I 图像是:. (3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图 1 中的(填“甲”或 “乙”). 拓展变式 1.[2020 某某 7 月选考,18,7 分]某同学分别用图 1 甲和图 1 乙的电路测量同一节干电池的电动 势和内阻. (1)请在虚线框中画出图 1 乙的电路图; 甲 乙 图 1 (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图 2 所示,则电流 I=A,电压 U=V; (3)实验得到如图 3 所示的两条直线,图中直线Ⅰ对应电路是图 1(选填“甲”或“乙”); (4)该电池的电动势 E=V(保留三位有效数字),内阻 r=Ω(保留两位有效数字). 高考 - 16 - / 35 图 2 图 3 2.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较 大,为了提高实验的精度,需要测量电压表的内阻.实验室中恰好有一块零刻度在表盘中央的双 向电压表,该同学便充分利用该电压表,设计了如图甲所示的实验电路图,既能实现对该电压表 内阻的测量,又能利用该电压表完成对水果电池组电动势和内阻的测量.该同学用到的实验器材 有:待测水果电池组(电动势约 4 V、内阻约 50 Ω),双向电压表(量程为 0~2 V、内阻约为 2 kΩ), 电阻箱(阻值为 0~9 999 Ω),滑动变阻器(阻值为 0~200 Ω),一个单刀双掷开关及若干导线. (1)该同学按图甲所示电路图连接好电路后,首先测量了电压表内阻.请完善测量电压表内阻的 实验步骤. ①将 R1 的滑动触片滑至最左端,将开关 S 拨向 1 位置,将电阻箱阻值调为零; ②调节 R1 的滑动触片,使电压表示数达到满偏电压 Umax; 高考 - 17 - / 35 ③保持 R1 的滑动触片位置不变,调节 R2,使电压表的示数达到 ,读出电阻箱的阻值,记为 R0, 则电压表的内阻 RV=. (2)若测得电压表内阻为 2 kΩ,可分析此测量值(填“大于”“等于”或“小于”)真实值. (3)接下来测量水果电池组的电动势和内阻,实验步骤如下: ①将电阻箱阻值调至最大,将开关 S 拨至(填“1”或“2”)位置,将 R1 的滑动触片移到最(填“左” 或“右”)端,不再移动; ②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一合适值,记录电压表的示数 U 和电阻箱的阻值 R; ③重复步骤②,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值. (4)根据(3)中记录的数据,作出 - 图像,如图乙所示,图像的纵截距为 b,斜率为 k,则水果电池组 的电动势为,内阻为. 3.[2018 某某,12,12 分]某同学利用图(a)中的电路测量电流表 的内阻 RA(约为 5 Ω)和直流电 源的电动势 E (约为 10 V). 图中 R1 和 R2 为电阻箱,S1 和 S2 为开关.已知电流表的量程为 100 mA,直流电源的内阻为 r. (1)断开 S2,闭合 S1,调节 R1 的阻值,使 满偏;保持 R1 的阻值不变,闭合 S2,调节 R2,当 R2 的阻值 为 4.8 Ω时 的示数为 48.0 mA.忽略 S2 闭合后电路中总电阻的变化,经计算得 RA=Ω;(保留 2 位有效数字) (2)保持 S1闭合,断开 S2,多次改变 R1 的阻值,并记录电流表的相应示数.若某次 R1的示数如图(b) 所示,则此次 R1 的阻值为Ω; 高考 - 18 - / 35 图(a) 图(b) 图(c) (3)利用记录的 R1 的阻值和相应的电流表示数 I,作出 I-1-R1 图线,如图(c)所示.用电源的电动势 E、内阻 r 和电流表内阻 RA 表示 I-1 随 R1 变化的关系式为 I-1=. 利用图(c)可求得 E=V. (保留 2 位有效数字) 4.某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量蓄电池的电源电动势和内电阻. U2/V 5.0 4.5 4.0 3.2 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.80 2.00 2.32 2.68 (1)定值电阻 R1=20 Ω,连接好电路,闭合开关 S,改变滑动变阻器滑片位置,发现电压表 V1 有读 数,电压表 V2 始终无读数,经检查发现电路中存在断路故障,则该故障可能在(选填“ab”、“bc” 或“cd”)两点间.(已知连接电表的导线都是正常的) (2)排除故障后,闭合开关 S,调节滑动变阻器的阻值,记录多组电压表的示数 U1、U2,如上表所示, 请根据表中数据在图乙中作出 U2-U1 图像. (3)由 U2-U1 图像可知,电源电动势 E=V,内阻 r=Ω.(结果均保留两位有效数字) (4)为减小系统误差,R1 可以选择比上述(填“较大”、“较小”)一些的阻值. 高考 - 19 - / 35 考点 5 实验:练习使用多用电表 高考帮·揭秘热点考向 [2017 全国Ⅲ,23,9 分]图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中 E 是电池;R1、R2、 R3、R4 和 R5 是固定电阻,R6 是可变电阻;表头○G 的满偏电流为 250 μA,内阻为 480 Ω.虚线方 框内为换挡开关,A 端和 B 端分别与两表笔相连.该多用电表有 5 个挡位,5 个挡位为:直流电压 1 V 挡和 5 V 挡,直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡,欧姆×100 挡. 图(a) 图(b) (1)图(a)中的 A 端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接. (2)关于 R6 的使用,下列说法正确的是(填正确答案标号). A.在使用多用电表之前,调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C.使用电流挡时,调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得 R1+R2=Ω,R4=Ω. (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时 B 端是与“1”相连的,则多用电表读数 为;若此时 B 端是与“3”相连的,则读数为;若此时 B 端是与“5”相连的,则读数为.(结果均保留 3 位有效数字) 拓展变式 1.在“练习使用多用电表”的实验中: 高考 - 20 - / 35 (1)如图甲为一正在测量中的多用电表表盘.甲同学利用多用电表的直流 50 mA 挡测量电流,则 读数为 mA. (2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时,他用电阻“×100”挡测量时发现指针偏转角度过小, 为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为(填写选项前的字 母). A.将选择开关旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B.将选择开关旋转到电阻挡“×10 ”的位置 C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω” (3)丙同学想设计一个实验,测量多用电表“×1 Ω” 挡的内部总电阻和内部电源的电动势.指针 式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成.给定的器材有:待测 多用电表,量程为100 mA的电流表,最大电阻为20 Ω的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干. 实 验过程如下. ①实验前将多用电表调至“×1 Ω”挡,将红、黑表笔短接,调节旋钮,使指针指向电阻的零刻度. ②用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图乙的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整. ③调节滑动变阻器,读出多用电表示数 R、毫安表示数 I,求出电流倒数 ,记录在下面的表格中, 请根据表格数据在图丙的坐标系中描点作图. R/Ω 4 7 10 14 18 20 I/10-3 8.0 67.0 60.0 52.0 45.0 43.0 高考 - 21 - / 35 A /A-1 12.8 14.9 16.7 19.2 22.2 23.2 ④请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为 V,内部总电阻为Ω.(结果保留三位有效数字) ⑤电流表存在一定的内阻,这对实验结果(填“有影响”或“无影响”). 2.某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表,其电路图如图甲所示.其中电池的电动势 E=1.5 V,内 阻可忽略不计;表头 G 的量程 Ig=60 μA,内阻 Rg=2 kΩ,表头的表盘如图乙所示. (1)①开关 S1 拨至“×1 k”挡,将滑动变阻器 R0 滑片调到最左端. ②将红、黑表笔短接,此时表头的读数如图乙所示,该读数为μA.由此可知,滑动变阻器 R0 的最大 阻值为 kΩ(结果保留 2 位有效数字). ③调节滑动变阻器 R0 的滑片位置,使电表指针满偏. ④将被测电阻 Rx 接在红、黑表笔之间,此时电表指针指向 20 μA 处,则该被测电阻的阻值为 k Ω(结果保留 2 位有效数字). ⑤根据上述原理,将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度,即做成一个欧姆表. (2)图中 R3 的阻值为 kΩ(结果保留 3 位有效数字). 高考 - 22 - / 35 (3)电池使用一段时间后电动势E减小为1.44 V,改装后的欧姆表仍可以调零.若某次测量结果的 读数为 50 kΩ,则该被测电阻的真实阻值是 kΩ;若测量结果的读数为 25 Ω,则该被测电阻的真 实阻值是Ω.(结果均保留 2 位有效数字) 3.如图所示,已知黑箱外有 A、B、C 三个接线柱,黑箱内有一个定值电阻和一个二极管,它们的 两端都直接接在接线柱上.用多用电表依次测三个接线柱间的阻值,结果如下表所示.请判定黑 箱内的结构. 红表笔 A A B C C B 黑表笔 B C C B A A 阻值/ Ω 100 150 50 2 000 2 100 100 答 案 专题九 恒定电流 考点 1 电路的分析与计算 1.A 由题图(b)可知,在 0~1 s 时间内,电容器两极板之间电压为零,说明电容器没有充放电,电路 中没有电流,根据欧姆定律可知电阻 R 两端电压为零;在 1~2 s 时间内,电容器两极板之间电压 均匀增大,根据 I1= =C ,可知电路中有恒定电流对电容器充电,则电阻 R 两端电压也恒定且 为 =I1R;在 2~3 s 时间内,电容器两极板之间电压恒定且不为零,说明电容器带电荷量不变, 高考 - 23 - / 35 电路中没有电流,电阻 R 两端电压为零;在 3~5 s 时间内,由 I2= ,Δt2=2Δt1,Δ =I2R 可知,Δ =2Δ ,又电容器充放电时电流反向,综合分析选项 A 正确. 2.ABD 开关 S 闭合,电机工作,外电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知总电流增大,电 源的内阻分压增大,路端电压减小,则车灯两端的电压减小,流过车灯的电流减小,A、B 正确,C 错 误;由 P=EI 可知,由于电路的总电流增大,则电源的总功率增大,D 正确. 1.D 根据公式 W=Pt 及表可知,这些电器一天消耗的电能为 W=2 kW·1 h+1.2 kW·3 h+0.1 kW·2 h+0.016 kW·4 h+0.009 kW·24 h=6.08 kW·h,又知 1 kW·h=3.6×106 J,可得 W≈2.2× 107 J,选项 D 正确. 2.(1)R2=0 时,电阻 R1 消耗的功率最大,最大功率是 2 W. (2)R2=2.5 Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是 2.5 W. (3)R2=1.5 Ω时,电源的输出功率最大,最大功率是 3.125 W. 解析:(1)定值电阻 R1 消耗的电功率为 P1=I2R1= ,可见当滑动变阻器的阻值 R2=0 时,R1 消耗的功率最大,最大功率为 P1 max= =2 W. (2)将定值电阻 R1 看作电源内阻的一部分,则电源的等效内阻 r'=R1+r=2.5 Ω,故当滑动变阻器 的阻值 R2=r'=2.5 Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为 P2 max= =2.5 W. (3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当 R1+R2=r,即 R2=r-R1=(2-0.5) Ω=1.5 Ω时,电源 有最大输出功率,最大功率为 P 出 max= =3.125 W. 3.BCD 充电时,通过 R 的电流逐渐减小,选项 A 错误;若 R 增大,充电的最大电流减小,电容器充电 时间变长,选项 B 正确;若 C 增大,电容器充满电后所带的电荷量增多,则闪光灯闪光一次通过的 高考 - 24 - / 35 电荷量增大,选项 C 正确;若 E 减小为 85 V,此时 E 仍大于闪光灯导通所需要的电压,所以电容器 充满电后电压仍然等于闪光灯导通所需要的电压,所以闪光灯闪光一次通过的电荷量不变,选项 D 正确. 4.A 在电源的路端电压与干路电流的关系图像中,图线与纵轴的交点表示电动势,所以由题图可 知该电池帆板的电动势为 2.80 V,A 正确.由闭合电路欧姆定律 E=U+Ir 可知内阻 r= ,取外电 路电阻 R1>R2,两电阻的 U-I 图线与原图线(如图甲所示)分别交于 P1、P2,则 r1= 为 E 与 P1 连线的斜率,r2= 为 E 与 P2 连线的斜率,由分析可知 r1